技术领域
[0001] 本
发明涉及电池管理技术领域，具体地，涉及一种基于电池主动均衡的 SOC估计装置。
背景技术
[0002] 近年来，大容量
电池组在电动
汽车、储能等方面的应用越来越广泛。大容量电池组在使用时，常常通过单节电池进行
串联或者并联，以增加电池
电压与容量，达到实际使用需求。由于
单体电池在生产制造及使用过程中受环境
温度等因素的细微差别，导致随着循环次数的增加，电池组内的不一致性会逐渐增大，
加速电池衰减，因此在电池组使用过程中需要对其进行均衡。
[0003] 然而，在电池均衡过程中产生的均衡
电流会对电池组的SOC状态估计产生较大影响，尤其是主动均衡。主动均衡是通过对电量最低(SOC值最小) 的单体电池进行补电来提升电池组一致性的，且主动均衡过程中产生的均衡电流较大，而在电池组SOC的估计中又往往采用电量最低的单体电池的SOC 值来作为整个电池组的SOC值，因此主动均衡会导致SOC估计误差的进一步加大。
发明内容
[0004] 本发明的目的是提供一种基于电池主动均衡的SOC估计装置，该SOC 估计装置考虑电池均衡对电池SOC值的影响，提升了SOC估计的准确性。
[0005] 为了实现上述目的，本发明的实施方式提供一种基于电池主动均衡的 SOC估计装置，该SOC估计装置包括处理器，处理器被配置为：获取当前状态下电池组中各个单体电池的SOC值；将各个单体电池的SOC值中数值最小的SOC值作为电池组的SOC值，并将对应的单体电池确定为拟被均衡电池；判断拟被均衡电池是否开启均衡；在判断拟被均衡电池开启均衡的情况下，将拟被均衡电池定义为被均衡电池，并获取被均衡电池的均衡电流；根据均衡电流对被均衡电池的SOC值进行校正，以获得被均衡电池的校正后的SOC值；根据校正后的SOC值，判断被均衡电池是否仍然为电池组中 SOC值最低的单体电池；在判断被均衡电池仍然为电池组中SOC值最低的单体电池的情况下，以被均衡电池的校正后的SOC值更新电池组的SOC值；存储并输出电池组的SOC值。
[0006] 优选地，该处理器还被配置为：在判断被均衡电池已不再是电池组中 SOC值最低的单体电池的情况下，以当前状态下各个单体电池的SOC值中数值最小的SOC值更新电池组的SOC值。
[0007] 优选地，该处理器还被配置为：判断电池组是否仍处于使用状态；在判断电池组仍处于使用状态的情况下，再次估计当前状态下各个单体电池的 SOC值，以重新确定电池组的SOC值和拟被均衡电池，并再次以被均衡电池的校正后的SOC值或者当前状态下各个单体电池的SOC值中数值最小的 SOC值更新电池组的SOC值。
[0008] 优选地，获取当前状态下电池组中各个单体电池的SOC值包括：读取电池组上一次下电前保存的各个单体电池的SOC值；或者估计当前状态下各个单体电池的SOC值。
[0009] 优选地，该处理器还被配置为：在通过读取方式获取各个单体电池的 SOC值的情况下执行以下操作：判断电池组是否满足静置校准条件；在判断电池组满足静置校准条件的情况下，对读取的电池组上一次下电前保存的 SOC值进行静置校准。
[0010] 优选地，对各个单体电池的SOC值进行静置校准具体包括：获取各个单体电池的开路电压；根据开路电压、预存的SOC值与电池开路电压的对应关系，对各个单体电池的SOC值进行静置校准。
[0011] 优选地，SOE估计装置还包括：与处理器连接的均衡电流
传感器，用于检测单体电池的均衡电流；与处理器连接的工作电流传感器，用于检测单体电池的实际工作电流。
[0012] 优选地，SOE估计装置还包括与处理器连接的电压传感器，用于检测电池的开路电压。
[0013] 优选地，SOE估计装置还包括与处理器连接的
存储器，存储器被配置成存储SOC值与电池开路电压的对应关系。
[0014] 优选地，SOE估计装置还包括与处理器连接的显示器，显示器被配置成显示电池组的SOE值。
[0015] 通过上述技术方案，该SOC估计装置在电池组使用过程中实时估计各个电池的SOC值以获得电池组的SOC值，并在电池开启均衡的情况下，通过均衡电流校正均衡电池的SOC值，以更新电池组的SOC值，提升了对电池组SOC估计的准确度。
[0016] 本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
[0017] 附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成
说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
[0018] 图1是根据本发明的一实施方式的一种基于电池主动均衡的SOC估计方法的
流程图；
[0019] 图2是根据本发明的一实施方式的一种基于电池主动均衡的SOC估计方法的流程图；
[0020] 图3是根据本发明的一实施方式的一种基于电池主动均衡的SOC估计方法的流程图；
[0021] 图4示出了本发明的一实施方式的电池补电式主动均衡的
电路原理图；
[0022] 图5是根据本发明的一实施方式的一种基于电池主动均衡的SOC估计装置的示意
框图。
具体实施方式
[0023] 以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0024] 图1是根据本发明的一实施方式的一种基于电池主动均衡的SOC估计方法的流程图。如图1所示，在本发明的一实施方式中，提供了一种基于电池主动均衡的SOC估计方法，该SOC估计方法可以包括：
[0025] 在步骤S101中，获取当前状态下电池组中各个单体电池的SOC值；
[0026] 在步骤S102中，将各个单体电池的SOC值中数值最小的SOC值作为电池组的SOC值，并将对应的单体电池确定为拟被均衡电池；
[0027] 在步骤S103中，判断拟被均衡电池是否开启均衡；
[0028] 在步骤S104中，在判断拟被均衡电池开启均衡的情况下，将拟被均衡电池定义为被均衡电池，并获取被均衡电池的均衡电流；
[0029] 在步骤S105中，根据均衡电流对被均衡电池的SOC值进行校正，以获得被均衡电池的校正后的SOC值；
[0030] 在步骤S106中，根据校正后的SOC值，判断被均衡电池是否仍然为电池组中SOC值最低的单体电池；
[0031] 在步骤S107中，在判断被均衡电池仍然为电池组中SOC值最低的单体电池的情况下，以被均衡电池的校正后的SOC值更新电池组的SOC值；
[0032] 在步骤S108中，存储并输出电池组的SOC值。
[0033] 组成电池组的单体电池例如是可以锂电池。例如可以采用安时积分法估计电池组中各个单体电池的SOC值，以获取当前状态下电池组中各个单体电池的SOC值，具体可以采用公式(1)来表示：
[0034]
[0035] 其中，SOCx(t)为t时刻电池组内的第x节单体电池的瞬时
荷电状态；
[0036] SOCx(0)为电池组内的第x节单体电池的初始荷电状态；η为充放电倍率对电池容量的影响，常设为1；ix(t)为t时刻电池组内的第x节单体电池的实际工作电流，C0为单体电池的额定容量，例如可以默认各个单体电池的额定容量相同。
[0037] 在电池组使用过程中，开启均衡的单体电池必然是电池中SOC值最小的单体电池，也就是本发明中确定的拟被均衡电池，因此判断电池组是否开启均衡即为判断拟被均衡电池是否开启均衡。在本发明的一实施方式中，例如可以通过实时检测拟被均衡电池的均衡电流来判断其是否开启均衡。若拟被均衡电池的均衡电流为零，则说明该拟被均衡电池的均衡未开始；若拟被均衡电池的均衡电流为非零值，则说明该拟被均衡电池的均衡开启。各个单体电池的实际工作电流和被均衡电池的均衡电流例如可以通过电流传感器检测，也可以通过BMS来检测。
[0038] 在判断拟被均衡电池开启均衡的情况下，可以采用公式(2)来校正该单体电池的SOC值：
[0039]
[0040] 其中，SOC′x(t)为t时刻电池组内的第x节单体电池的校正后的瞬时荷电状态，iBx(t)为t时刻电池组内的第x节单体电池的均衡电流。
[0041] 在本发明的一实施方式中，SOC估计方法还可以包括；
[0042] 在步骤S109中，在判断被均衡电池已不再是电池组中SOC值最低的单体电池的情况下，以当前状态下电池组中各个单体电池的SOC值中数值最小的SOC值更新电池组的SOC值。
[0043] 由于对电池组的SOC值的估计是在其使用过程中实时估计并存储显示的，以给用户提供实时信息来进行判断。因此上述SOC估计方法在电池组的使用过程中持续进行。
[0044] 图2是根据本发明的一实施方式的一种基于电池主动均衡的SOC估计方法的流程图。如图2所示，在本发明的一实施方式中，提供了一种基于电池主动均衡的SOC估计方法，该SOC估计方法还可以包括：
[0045] 在步骤S210中，判断电池组是否仍处于使用状态；
[0046] 在判断电池组仍处于使用状态的情况下，再次估计当前状态下各个单体电池的SOC值，以重新确定电池组的SOC值和拟被均衡电池，并再次以被均衡电池的校正后的SOC值或者当前状态下各个单体电池的SOC值中数值最小的SOC值更新电池组的SOC值。
[0047] 在电池组上电初始，例如可以通过上述安时积分法估计各个单体电池的 SOC值来获取当前状态下电池组中各个单体电池的SOC值(也就是各个单体电池的SOC初始值)，也可以通过读取电池组上一次下电前保存的各个单体电池的SOC值来获取电池组中各个单体电池的SOC初始值。图3示出了电池组上电初始通过读取电池组上一次下电前来获取SOC初始值、其后的使用过程中通过安时积分法估计各个单体电池的SOC值的
实施例。
[0048] 图3是根据本发明的一实施方式的一种基于电池主动均衡的SOC估计方法的流程图。如图3所示，在本发明的一实施方式中，提供了一种基于电池主动均衡的SOC估计方法，与图2相比，该SOC估计方法还可以包括：
[0049] 在步骤S301中，电池组上电初始，读取电池组上一次下电前保存的各个单体电池的SOC值；
[0050] 在步骤S302中，判断电池组是否满足静置校准条件；
[0051] 在步骤S303中，在判断电池组满足静置校准条件的情况下，对读取的电池组上一次下电前保存的SOC值进行静置校准。
[0052] 电池组的静置校准条件例如可以是电池组静置时间超过预设时长，预设时长例如可以是两个小时。
[0053] 在本发明的一实施方式中，对各个单体电池的SOC值进行静置校准具体可以包括：
[0054] 获取各个单体电池的开路电压；
[0055] 根据开路电压、预存的SOC值与电池开路电压的对应关系，对各个单体电池的SOC值进行静置校准。
[0056] 各个单体电池的开路电压例如可以通过电压传感器检测，也可以通过 BMS来检测。
[0057] 在电池组开始使用前，检测不同SOC值下的电池开路电压，并存储于例如
电池管理系统(Battery Management System，BMS)中。在本发明的一实施方式中，预存的SOC值与电池开路电压的对应关系例如可以是如表1 所示的SOC值与电池开路电压的一一对应关系表。
[0058] 表1 SOC值与电池开路电压的对应关系表
[0059]SOC％ OCV SOC％ OCV SOC％ OCV SOC％ OCV SOC％ OCV
0 2698.4 20 3276.3 40 3309.8 60 3318.5 80 3344.5
4 3118.8 24 3292.4 44 3311 64 3332.1 84 3345.7
8 3221.7 28 3302.3 48 3312.3 68 3344.5 88 3345.7
12 3229.2 32 3308.5 52 3312.3 72 3344.5 92 3344.5
16 3251.5 36 3309.8 56 3314.7 76 3344.5 96 3347
100 3351.9
[0060] 对应关系表中的SOC值例如可以是0％～100％之间的多个等间隔的数值。如表1中示出的便是0％～100％之间的、间隔为4％的SOC值分别对应的电池开路电压。
[0061] 在本发明的一实施方式中，根据开路电压、预存的SOC值与电池开路电压的对应关系，对各个单体电池的SOC值进行静置校准具体方式例如可以是：
[0062] 根据检测到的电池开路电压、预存的SOC值与电池开路电压的对应关系，获得对应单体电池的SOC校准值；
[0063] 判断读取的SOC值与SOC校准值之间的差值是否小于或等于允许误差，允许误差例如可以是0.5％；
[0064] 在判断读取的SOC值与SOC校准值之间的差值小于或等于允许误差的情况下，保留原读取的SOC值；
[0065] 在判断读取的SOC值与SOC校准值之间的差值大于允许误差的情况下，以SOC校准值更新原读取的SOC值。
[0066] 根据检测到的电池开路电压、预存的SOC值与电池开路电压的对应关系，获得对应单体电池的SOC校准值具体可以包括：
[0067] 在对应关系表中包含检测到的电池开路电压值的情况下，直接查表获得；
[0068] 在对应关系表中不包含检测到的电池开路电压值的情况下，采取线性插值的方式计算对应单体电池的SOC校准值。
[0069] 电池均衡方式分为被动均衡和主动均衡，主动均衡又包括补电式主动均衡、
能量搬移式主动均衡等多种方式。本发明提供的上述任意一种SOC估计方法适用于图4所示的补电式主动均衡方式。
[0070] 图4示出了本发明的一实施方式的电池补电式主动均衡的电路原理图。如图4所示，电池补电式主动均衡通过外接电源对电池组中电量较低的单体电池进行补电，以使得电池组内各个单体电池的能量达到一致。图4中标记 DCDC表示隔离式直流-直流转换器，U表示均衡电流传感器，用于检测均衡电流，K1、K2、K3均为可控
开关，B1、B2、……、Bn表示组成电池组的单体电池。
[0071] 图5是根据本发明的一实施方式的一种基于电池主动均衡的SOC估计装置的示意框图。该SOC估计装置可以用于执行上述实施方式中的任意一种基于电池主动均衡的SOC估计方法。具体来说，如图5所示，该SOC估计装置包括处理器10，在本发明的一个实施方式中，处理器10可以被配置成：
[0072] 获取当前状态下电池组中各个单体电池的SOC值；
[0073] 将各个单体电池的SOC值中数值最小的SOC值作为电池组的SOC值，并将对应的单体电池确定为拟被均衡电池；
[0074] 判断拟被均衡电池是否开启均衡；
[0075] 在判断拟被均衡电池开启均衡的情况下，将拟被均衡电池定义为被均衡电池，并获取被均衡电池的均衡电流；
[0076] 根据均衡电流对被均衡电池的SOC值进行校正，以获得被均衡电池的校正后的SOC值；
[0077] 根据校正后的SOC值，判断被均衡电池是否仍然为电池组中SOC值最低的单体电池；
[0078] 在判断被均衡电池仍然为电池组中SOC值最低的单体电池的情况下，以被均衡电池的校正后的SOC值更新电池组的SOC值；
[0079] 在判断被均衡电池已不再是电池组中SOC值最低的单体电池的情况下，以当前状态下各个单体电池的SOC值中数值最小的SOC值更新电池组的 SOC值；
[0080] 存储并输出电池组的SOC值。
[0081] 在本发明的一实施方式中，处理器还可以被配置成：
[0082] 判断电池组是否仍处于使用状态；
[0083] 在判断电池组仍处于使用状态的情况下，再次估计当前状态下各个单体电池的SOC值，以重新确定电池组的SOC值和拟被均衡电池，并再次以被均衡电池的校正后的SOC值或者当前状态下各个单体电池的SOC值中数值最小的SOC值更新电池组的SOC值。
[0084] 在本发明的一实施方式中，在通过读取方式获取各个单体电池的SOC 值的情况下，处理器还可以被配置为：
[0085] 判断电池组是否满足静置校准条件；
[0086] 在判断电池组满足静置校准条件的情况下，对读取的电池组上一次下电前保存的SOC值进行静置校准。
[0087] 在本发明的一个实施方式中，该SOC估计装置还可以包括与处理器10 连接的均衡电流传感器20，用于检测单体电池的均衡电流；与处理器10连接的工作电流传感器30，用于检测单体电池的实际工作电流。
[0088] 在本发明的一个实施方式中，该SOC估计装置还可以包括与处理器连接的电压传感器60，用于检测电池的开路电压。
[0089] 另外，该SOC估计装置还可以包括与处理器10连接的存储器40，被配置成存储SOC值与电池开路电压的对应关系。
[0090] 在本发明的可选或附加实施方式中，该装置还可以包括与处理器10连接的显示器50，被配置成显示电池组的SOC值。
[0091] 在本发明的一个实施方式中，该SOC估计装置可以是BMS。
[0092] 在本发明的一个实施方式中，提供了一种计算机可读存储介质，在该存储介质上存储有指令，该指令被处理器执行时使得该处理器执行上述任意一种SOC估计方法。
[0093] 通过上述实施方式，该SOC估计方法在电池组使用过程中实时估计各个电池的SOC值以获得电池组的SOC值，并在电池开启均衡的情况下，通过均衡电流校正均衡电池的SOC值，以更新电池组的SOC值，提升了对电池组SOC估计的准确度。
[0094] 以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0095] 此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
